La semana pasada casualmente descubrí un intrigante documental sobre NOVA llamado Search for the Super Battery . El tema es de gran interés para mí, ya que el desarrollo de baterías mejores y más baratas es fundamental tanto para el futuro de los vehículos eléctricos (VE) como para la futura red eléctrica. Se necesitan mejoras de batería para aumentar el rango de EV, y baterías más económicas pueden ayudar a reducir los costos de los EV para que más consumidores puedan pagarlos.

Podría permitir una penetración esencialmente ilimitada de las energías renovables en la red

Para la red eléctrica, una mayor penetración de energías renovables presenta algunos desafíos debido a su naturaleza intermitente.

Como el viento puede dejar de soplar en cualquier momento, y la radiación del sol solo se puede capturar durante el día, estas fuentes de energía necesitan respaldo. El almacenamiento rentable de la energía podría permitir una penetración esencialmente ilimitada de las energías renovables en la red.

Por lo tanto, se han realizado enormes esfuerzos en el desarrollo de la batería en los últimos años. El esfuerzo está dando sus frutos, con los precios de las celdas de batería cayendo en un 70 por ciento entre 2012 y 2017, según la revista PV . Pero los costos deben seguir disminuyendo para que el uso generalizado del almacenamiento de baterías a escala de servicios públicos sea una realidad.

Las baterías de iones de litio se han convertido en la batería preferida en muchos productos electrónicos de consumo, como computadoras portátiles, y en vehículos eléctricos como los producidos por Tesla.

Pero hay un par de problemas con este tipo de baterías que deben resolverse.

Por razones que se explican en el documental, el uso de electrodos de metal de litio permite una mayor densidad de energía que las baterías de iones de litio convencionales. Pero los electrodos de metal de litio pueden desarrollar estructuras parecidas a dedos llamadas dendritas que eventualmente provocarán un cortocircuito en la batería.

La solución a este problema fue reemplazar el electrodo de metal de litio con un electrodo de carbono con una estructura de celosía que alberga iones de litio. Por lo tanto, nació la batería de iones de litio, aunque con una capacidad de almacenamiento de energía más baja que una batería que utiliza un electrodo de metal de litio sólido.

Las baterías de iones de litio también adolecen de otro inconveniente que a menudo ha sido objeto de numerosos artículos periodísticos. Si estas baterías están dañadas, pueden explotar o prenderse fuego. Esto ha sucedido en computadoras portátiles, teléfonos celulares y vehículos eléctricos.

Si se daña, toda la energía almacenada dentro de la batería puede liberarse en un corto período de tiempo, y el resultado puede ser un fuego intenso y ardiente. Aborda tanto el problema de densidad de energía como el peligro de incendio si la batería está dañada.

El documental de NOVA perfiló el trabajo del profesor Mike Zimmerman de la Universidad Tufts. El profesor Zimmerman ha desarrollado una batería que reemplaza el electrolito líquido de la batería con un plástico ignífugo.

Esta batería no se incendiará si se corta, pincha o aplasta. De hecho, puede continuar produciendo energía a pesar del daño significativo.

Podría ayudar significativamente a avanzar hacia una producción de energía más ecológica

Los iones de litio producidos en el electrodo de litio viajan a través del plástico tan rápido como lo hacen con un electrolito líquido. El plástico también evita físicamente que los electrodos formen las dendritas que pueden provocar un cortocircuito en la batería. Esto significa que el metal de litio puede usarse para el electrodo negativo, lo que podría duplicar la densidad de energía de la batería.

El trabajo del profesor Zimmerman se ha realizado principalmente en sigilo.

Según los informes, el especial NOVA fue la primera entrevista televisiva que realizó sobre su trabajo. Él ha formado una compañía, Ionic Materials , y recientemente recaudó $ 65 millones para comercializar esta batería de estado sólido.

La entrevista no mencionó deficiencias con la batería ni ningún posible desafío al comercializarla. Entonces, me comuniqué con Ionic Materials para hacer algunas de mis propias preguntas, pero no había recibido respuesta de la empresa antes de la publicación de este artículo. Pero si la batería funciona según lo anunciado, podría ayudar significativamente a avanzar hacia una producción de energía más ecológica y en la penetración de los EV.

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